Палеогенетики прочитали полный митохондриальный геном древнего малярийного плазмодия

Палеогенетики впервые прочитали полный митохондриальный геном древнего малярийного плазмодия (Plasmodium falciparum). ДНК этого паразита ученые выделили из останков древнеримского мужчины, который жил в I–II веках нашей эры на юге современной Италии. Судя по филогенетическому анализу, этот распространенный в Европе вид происходил из Азии. Препринт статьи доступен на сайте bioRxiv.org.

По данным Всемирной организации здравоохранения, только за 2022 год в 85 странах зарегистрировали почти четверть миллиарда случаев, а также больше 600 тысяч смертей, вызванных малярией. Возбудителями малярии у людей выступают пять видов плазмодиев (Plasmodium). Среди них наибольшую опасность представляют два: P. vivax и P. falciparum. Последний, в частности, ответственен за большинство смертей от малярии.

До сих пор точно неизвестно, когда P. vivax и P. falciparum попали в Европу. Однако исследователи сходятся на том, что плазмодии и их основные переносчики — малярийные комары (Anopheles) — присутствовали в этой части света как минимум с римской эпохи. Прояснить историю заражений людей малярией могла бы палеогенетика, но проблема в том, что ДНК этих паразитов редко сохраняется в костях или зубах людей. Поэтому даже из Европы известны лишь единичные примеры фрагментарных митохондриальных геномов плазмодиев, которые заразили людей, живших в древности или в исторический период.

Алехандро Льянос-Лискано (Alejandro Llanos-Lizcano) из Венского университета совместно с учеными из Австрии, Италии и Нидерландов рассказал, что его исследовательскому коллективу впервые удалось реконструировать полный митохондриальный геном древнего малярийного плазмодия. ДНК паразита сохранилась в останках молодого мужчины (Velia-186), прожившего 20–25 лет. Останки этого человека, жившего в I–II веках нашей эры, нашли в некрополе Порта-Марина, который находится в итальянской Кампании, примерно в 112 километрах к юго-востоку от Неаполя.

Ранее исследователи уже сообщали, что в зубах и бедренной кости мужчины из памятника Порта-Марина сохранились фрагменты митохондриальной ДНК плазмодия. Но на этот раз они представили полную последовательность генома со средней глубиной покрытия примерно 43 раза. Ученые пришли к выводу, что древнеримский мужчина был заражен только P. falciparum. Этим он отличался от человека из Испании (Ebro-1944), жившего в середине XX века. Ранее из его останков также выделили ДНК плазмодиев, анализ которой показал, что он был одновременно заражен и P. falciparum, и P. vivax.

Чтобы провести филогенетический анализ, исследователи объединили митохондриальные геномы малярийных плазмодиев из останков древнеримского мужчины, жителя Испании середины прошлого века и 339 современных геномов P. falciparum. На филогенетическом дереве древний геном попал в кладу с современными индийскими штаммами. Более того, туда же попала последовательность ДНК середины прошлого века из Испании.

Палеогенетики заключили, что полученные результаты подтверждают ранее выдвинутую гипотезу об азиатском происхождении P. falciparum. Возможно, паразит распространился по Европе во времена существования державы Ахеменидов и последующий эллинистический период, чему способствовала торговля и перемещения людей из различных уголков Азии. Кроме того, ученые подчеркнули, что, судя по митохондриальным геномам, в Европе наблюдалась генетическая преемственность между P. falciparum на протяжении почти двух тысяч лет.

Недавно мы рассказывали, что палеогенетики впервые прочитали геномы древних жителей Бахрейна, населявших этот архипелаг около 325 года до нашей эры — 600 года нашей эры. Ученые обнаружили, что у трех из четырех людей присутствовала хотя бы одна аллель гена G6PD, которая может вызывать гемолитическую анемию и обеспечивать защиту против малярии.